固體攝像裝置以及使用了該固體攝像裝置的攝像機系統的製作方法

2023-08-04 00:12:56 3

固體攝像裝置以及使用了該固體攝像裝置的攝像機系統的製作方法
【專利摘要】本發明的固體攝像裝置具備半導體襯底(31)、多個像素(11)以及列信號線(141)，像素(11)具備放大電晶體(113)、選擇電晶體(115)、復位電晶體(117)以及光電轉換部(111)，光電轉換部(111)具備光電轉換膜(45)、透明電極(47)、像素電極(46)以及存儲二極體，像素電極(46)以及存儲二極體連接於放大電晶體(113)的柵極，在放大電晶體(113)中，源極連接於列信號線(141)，漏極與電源線連接，在復位電晶體(117)中，源極連接於像素電極(46)，選擇電晶體(115)被插入在放大電晶體(113)的源極與列信號線(141)之間，放大電晶體(113)的閾值電壓比存儲二極體的電壓低。
【專利說明】固體攝像裝置以及使用了該固體攝像裝置的攝像機系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及固體攝像裝置，尤其涉及疊層型的固體攝像裝置。
【背景技術】
[0002]近些年，在由結晶矽構成的半導體襯底的內部設置有光電二極體，將CXD(ChargeCoupled Device)或者 M0S(Metal Oxide Semiconductor)作為掃描電路的 CCD 型或者MOS型的固體攝像裝置的像素的小型化進展顯著。2000年時為3μπι的像素大小，在2007年時則減小到2μπι以下。在2010年預定將像素大小為1.4μπι的固體攝像裝置實用化，若以這種速度像素大小不斷地被小型化，則能夠期待著在若干年內實現I μ m以下的像素大小。
[0003]但是，本發明人員發現，要想實現Iym以下的像素大小則必需要解決以下的兩個課題，第一個課題是，因結晶矽的光吸收係數小而出現的課題，第二個課題是與處理的信號量相關的課題。詳細而言，第一個課題是結晶矽的光吸收係數依賴於光的波長。決定固體攝像裝置的靈敏度的波長550nm附近的綠色光幾乎完全吸收，進行光電轉換則需要厚度約為
3.5μπι的結晶矽。因此，作為被形成在半導體襯底的內部的光電轉換部的光電二極體的深度需要3.5 μ m左右。在將平面上的像素大小作為I μ m的情況下，要想形成深度為3.5 μ m左右的光電二極體是非常困難的，假設即使形成了深度為3.5 μ m左右的光電二極體，從斜方向入射的光入射到相鄰的像素的光電二極體的情況的發生率也會較高。若從斜方向入射的光入射到相鄰的像素的光電二極體，則會產生混合色(串擾)，這樣在彩色的固體攝像元件則是一個嚴重的問題。但是為了防止混合色的發生而將光電二極體形成得比較淺，則對綠色光的吸收效率降低，從而導致圖像傳感器的靈敏度的降低。在像素的微小化中，由於像素的大小變小，一個像素的靈敏度降低，這樣，致命的問題則是光吸收效率的降低。
[0004]第二個課題的詳細內容是，處理信號量取決於被用在一般的固體攝像裝置的作為光電二極體結構的埋入型光電二極體的飽和電荷量。埋入型光電二極體所具有的優點是，被蓄積在內部的信號電荷幾乎全部都能夠被傳送到相鄰的電荷檢測部(完全傳送)。因此，在電荷傳送時幾乎不會發生噪聲，埋入型光電二極體被廣泛應用於固體攝像裝置。但是，在埋入型光電二極體中，為了實現完全傳送，則光電二極體的每單位面積的容量就不會增大。因此，在對像素進行微型化時，則會發生飽和電荷減少的問題。在小型數位相機技術中，每一像素中需要10000電子的飽和電子數量，在像素大小成為1.4μπι左右時，飽和電子數量的極限為5000電子左右。目前，利用數位訊號處理技術，來進行噪聲抑制處理等，並通過這種噪聲抑制處理來製作圖像，這樣雖然能夠相應地解決飽和電子數量的減少的問題，但是很難得到自然的再生圖像。而且，在高級的單鏡頭反光照相機的情況下，一個像素所需要的飽和電子數量為30000電子左右。
[0005]並且，在採用了結晶矽襯底的MOS型圖像傳感器中探討的一種結構是，通過將襯底切削變薄，從而使光不是從形成有像素電路的表面側入射，而是從背面側入射。但是，即使是這種結構也只不過是防止了因構成像素電路的配線等而對入射光造成的妨礙，但是並沒能解決第一個課題以及第二個課題。[0006]作為能夠解決這兩個課題的技術，可以列舉出疊層型的固體攝像裝置(例如，參照專利文獻I)。疊層型的固體攝像裝置所具有的構成是，通過形成有像素電路的半導體襯底上的絕緣膜，來形成光電轉換膜。因此，在光電轉換膜中能夠採用非晶矽等光吸收係數大的材料。例如，在非晶矽的情況下，波長550nm的綠色光在0.4nm左右的厚度中幾乎能夠被吸收。並且，由於沒有採用埋入型光電二極體，因此能夠使光電轉換部的容量增大，從而能夠使飽和電荷增大。而且，由於電荷不被完全傳送，因此能夠優選對容量的添加，這樣，即使在被微型化的像素中，也能夠實現充分大的容量，從而能夠解決第二個課題。在動態隨機存取存儲器中也能夠實現堆棧單元的結構。
[0007](現有技術文獻)
[0008](專利文獻)
[0009]專利文獻I日本特開昭58-050030號公報
[0010]對於上述的疊層型的固體攝像裝置中所使用的像素的電荷檢測電路，可以考慮到由以下三種電晶體構成，即:放大電晶體、復位電晶體以及選擇電晶體。
[0011]在這種構成中，在被層疊的光電轉換膜得到的信號電荷為電子的情況下，連接於光電轉換膜的電容(以下稱為存儲二極體)的電壓與光入射量成比例地降低，另外，沒有光入射的初始化電壓被設定得較高。因此，存儲二極體的PN結的施加電壓差增大，從而容易發生暗電流。該暗電流在從沒有光入射的黑暗時，到有微弱的光入射的低亮度的情況下，容易在視覺上感受到，並且，相對於信號成分的噪聲成分增大，SN(信噪比)也變差。
[0012]並且，在將空穴作為信號電荷來處理的情況下，需要將連接於復位電晶體的復位漏極線的電壓設定為低電壓，在從沒有光入射的黑暗時到有微弱的光入射的低亮度的情況下，與將電子作為信號電荷來處理的情況相比，能夠抑制暗電流。然而，在具備了能夠從低電壓的存儲二極體正常地檢測信號的像素電路的技術中殘存有上述的課題。

【發明內容】

[0013]因此，本發明鑑於上述的問題點，目的在於提供一種在疊層型的構成中能夠抑制暗電流的増加的固體攝像裝置、以及採用了該固體攝像裝置的攝像機系統。
[0014]為了達成上述的目的，本發明的一個實施方式所涉及的固體攝像裝置具備:半導體襯底；以矩陣狀被配置在所述半導體襯底的多個像素；以及被形成在所述像素的每個列的垂直信號線；所述像素具有:放大電晶體、選擇電晶體、復位電晶體、以及光電轉換部，所述光電轉換部具有:被形成在所述半導體襯底上方的光電轉換膜、被形成在所述光電轉換膜的上方的透明電極、被形成在所述光電轉換膜的下方的像素電極、以及與所述像素電極連接的存儲二極體，所述像素電極以及所述存儲二極體被連接在所述放大電晶體的柵極，在所述放大電晶體，源極與所述垂直信號線連接，漏極與電源線連接，在所述復位電晶體，源極與所述像素電極連接，所述選擇電晶體被插入在，所述放大電晶體的源極與所述垂直信號線之間，或者被插入在所述放大電晶體的漏極與所述電源線之間，所述放大電晶體的閾值電壓比所述存儲二極體的電壓低。
[0015]根據這樣的構成，放大電晶體的閾值電壓由於能夠被設定成比存儲二極體的電位低，因此，能夠將施加到存儲二極體的PN結的電壓設定為低值。這樣，在疊層型的構成中能夠抑制暗電流的増加。[0016]在此，也可以是，所述選擇電晶體被插入在，所述放大電晶體的源極與所述垂直信號線之間，所述電源線，在所述選擇電晶體導通的期間中提供規定的電壓，在所述選擇電晶體斷開的期間中提供比所述規定的電壓低的電壓。
[0017]根據此構成，能夠使存儲二極體的電壓上升幅度降低，因此能夠抑制暗電流増加。
[0018]並且，也可以是，比所述規定的電壓低的電壓，比在所述復位電晶體以及所述選擇電晶體導通期間中，從所述放大電晶體輸出到所述垂直信號線的電壓低。
[0019]根據此構成，由於不會發生存儲二極體的電壓上升，因此能夠進一步抑制暗電流的増加。
[0020]並且，也可以是，所述固體攝像裝置還具備負載電晶體，該負載電晶體被插入在所述垂直信號線與固定電位之間，所述選擇電晶體被插入在所述放大電晶體的漏極與所述電源線之間，在所述選擇電晶體斷開的期間中，所述負載電晶體斷開，所述垂直信號線的電壓比所述放大電晶體的漏極的電壓低。
[0021]根據此構成，由於能夠使存儲二極體的電壓上升幅度降低，因此能夠抑制暗電流的増加。
[0022]並且，也可以是，所述固定電位為負電位。
[0023]根據此構成，由於不會發生存儲二極體的電壓上升，因此能夠進一步抑制暗電流的増加。
[0024]並且，本發明的一個實施方式所涉及的攝像機系統能夠採用上述的固體攝像裝置。
[0025]根據此構成，能夠提供一種高畫質的攝像機系統。
[0026]根據本發明，能夠使用暗電流少的存儲二極體來檢測在被層疊的光電轉換膜得到的信號電荷。並且能夠減少暗電流以及斑痕，從而顯著地提高畫質。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1示出了本發明的實施方式I所涉及的疊層型固體攝像裝置的概略構成。
[0028]圖2是示出本實施方式所涉及的固體攝像裝置的像素的結構的截面圖。
[0029]圖3A是本實施方式所涉及的固體攝像裝置的最基本的拍攝工作的時間圖。
[0030]圖3B示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置的像素的電位(沿著圖2的X-Y線的部分的電位)。
[0031]圖4A示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置的詳細的電路構成。
[0032]圖4B示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置在讀出一行的像素信號時的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、電源線的電位以及FD的電位的時間變化。
[0033]圖5A示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置的變形例中的針對復位頻率f的復位噪聲En。
[0034]圖5B是示出該變形例所涉及的固體攝像裝置的基本的拍攝工作的時間圖。
[0035]圖6示出了該變形例所涉及的固體攝像裝置的復位電晶體的電阻值R的範圍與復位噪聲En的關係。
[0036]圖7示出了該變形例所涉及的固體攝像裝置的全體構成。
[0037]圖8A示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置的比較例子中的、讀出一幀的像素信號的構成。
[0038]圖SB示出了該比較例子所涉及的固體攝像裝置在讀出一行的像素信號時的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、電源線的電位以及FD的電位的時間變化。
[0039]圖9A示出了本發明的實施方式2所涉及的疊層型固體攝像裝置的詳細的電路構成。
[0040]圖9B示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置在讀出一行的像素信號時的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、驅動信號LGCELL、電源線的電位以及FD的電位的時間變化。
[0041]圖1OA示出了本發明的實施方式3所涉及的疊層型固體攝像裝置的詳細的電路構成。
[0042]圖1OB示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置在讀出一行的像素信號時的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、驅動信號LGCELL、電源線的電位以及FD的電位的時間變化。
[0043]圖11示出了本發明的實施方式4所涉及的疊層型固體攝像裝置的晶片構成。
[0044]圖12詳細示出了本實施方式所涉及的像素部以及該像素部的周邊電路的構成。
[0045]圖13是用於說明本實施方式所涉及的固體攝像裝置的工作的電路圖。
[0046]圖14是用於說明本實施方式所涉及的固體攝像裝置的工作的時間圖。
[0047]圖15是用於說明作為比較例子中的固體攝像裝置的工作的時間圖。
[0048]圖16示出了作為比較例子中的固體攝像裝置以及該實施方式所涉及的固體攝像裝置中的復位信號的波形。
[0049]圖17示出了本發明的實施方式5所涉及的攝像裝置的全體構成。
【具體實施方式】
[0050](實施方式I)
[0051]圖1示出了本發明的實施方式I所涉及的疊層型固體攝像裝置的概略構成，圖2是示出圖1的像素11的結構的截面圖。
[0052]固體攝像裝置具備:由矽構成的半導體襯底31、以矩陣狀被配置在半導體襯底31的多個像素11、向像素11提供各種定時信號的垂直掃描部(也稱為行掃描部)13、依次將像素11的信號讀出到水平輸出端子142的水平掃描部(也稱為列掃描部、水平信號讀出部)15、按像素11的每一個列形成的列信號線(垂直信號線)141、與電源端子143以及列信號線141連接的反饋電路(反轉放大器)23以及列信號處理部21，並且具備反饋線126，該反饋線126按每個列而被設置，用於將反饋電路23的輸出信號反饋到相對應的列的像素
11。並且，在圖1中所示出的像素11雖然僅記載了 「兩行兩列」，不過行數以及列數可以任意設定。
[0053]並且，各個像素11具備:光電轉換部111、柵極與光電轉換部111連接的放大電晶體113、漏極與光電轉換部111連接的復位電晶體117、以及與放大電晶體113串聯連接的選擇電晶體115。復位電晶體117的漏極通過反轉放大器與列信號線141連接。
[0054]如圖2所示，光電轉換部111具備:由非晶矽等構成的光電轉換膜45，被形成在半導體襯底31的上方,對入射光進行光電轉換；像素電極46,被形成在光電轉換膜45的下方，即光電轉換膜45的面向半導體襯底31 —側的下表面；透明電極47,被形成在光電轉換膜45的上方，即光電轉換膜45的與像素電極46相反一側的上表面；以及存儲二極體，即與像素電極46連接的FD (浮動擴散部)。
[0055]在半導體襯底31內形成有放大電晶體113、選擇電晶體115、以及復位電晶體117。放大電晶體113具有:柵極電極41、作為漏極的擴散層51以及作為源極的擴散層52。選擇電晶體115具有:柵極電極42、作為漏極的擴散層52以及作為源極的擴散層53。放大電晶體113的源極與選擇電晶體115的漏極為共用的擴散層52。復位電晶體117具有:柵極電極43、作為漏極的擴散層54以及作為源極的擴散層55。擴散層51與擴散層54由元件分離區域33而被分離。
[0056]放大電晶體113、選擇電晶體115、以及復位電晶體117均由N型MOS電晶體構成。
[0057]在半導體襯底31上形成有用於覆蓋各個電晶體的絕緣膜35。在絕緣膜35上形成有光電轉換膜45。像素電極46通過觸頭36與放大電晶體113的柵極電極41以及作為復位電晶體117的源極的擴散層54連接。與像素電極46連接的擴散層54作為存儲二極體來發揮作用。存儲二極體與放大電晶體113的柵極連接。選擇電晶體115被插入在放大電晶體113的源極與列信號線141之間。
[0058]光電轉換部111被連接在放大電晶體113的柵極以及復位電晶體117的漏極、與光電轉換部控制線131之間。放大電晶體113具有與像素電極46連接的柵極，將與像素電極46的電位相應的信號電壓，經由選擇電晶體115輸出到列信號線141。復位電晶體117的源極與像素電極46連接，漏極與相對應的反饋線126連接。選擇電晶體115的柵極經由地址控制線121與垂直掃描部13連接。復位電晶體117的柵極經由復位控制線123與垂直掃描部13連接。地址控制線121以及復位控制線123在像素11中彼此交替隔行設置。放大電晶體113的漏極與電源線125連接，源極與列信號線141連接。在本實施方式中，復位電晶體117是η型MOS電晶體，被輸入到其柵極的復位信號中所包含的復位脈衝為正脈衝(朝上的脈衝)。選擇電晶體115以及復位電晶體117的導通與斷開工作通過行復位信號RESET以及行選擇信號SEL，由垂直掃描部13控制。
[0059]光電轉換部控制線131在所有的像素11中是共通的。列信號線141按像素11的每個列而被設置，通過列信號處理部21與水平掃描部15連接。列信號處理部21進行以相關雙重採樣為代表的噪聲抑制信號處理，以及模擬-數字轉換等。
[0060]並且，在按每個列而設置的列信號線141分別連接有反饋電路23，在反饋電路23由基準電壓端子133也被輸入有所有像素共通的基準電壓(VR) 133，反饋電路23的輸出與復位電晶體117的源極連接。反饋電路23在選擇電晶體115與復位電晶體117為導通的狀態時，接受選擇電晶體115的輸出，為了使放大電晶體113的柵極電位穩定而進行反饋工作。此時，反饋電路23的輸出成為OV或者OV附近的正電壓。
[0061]圖3A是示出圖1的固體攝像裝置的最基本的拍攝工作的時間圖。並且，該圖的SELl表不第一行的行選擇信號(通過地址控制線121而被提供的信號)。RSTl表不第一行的行復位信號(通過復位控制線123而被提供的信號)。SEL2、RST2也表示同樣的意思，只是對應的行不同。一個水平周期是指，從行選擇信號成為有效開始，到下一個行的行選擇信號成為有效為止(從SELl的上升沿至SEL2的上升沿)的期間，並且是從一行的像素11中讀出信號電壓所需要的期間。一個垂直周期是指，從所有的行的像素11中讀出信號電壓所需要的期間。
[0062]反饋工作在行選擇信號與行復位信號同時成為有效時開始工作。即，選擇電晶體115與復位電晶體117同時成為導通時開始工作。垂直掃描部13進行的控制是，在從像素11讀出信號之後進行復位(反饋工作)。首先，通過在選擇電晶體115的柵極使行選擇信號成為有效，從而將放大電晶體113的輸出信號輸出到列信號線141，接著，在行選擇信號成為有效並經過一定時間之後使行復位信號成為有效，從而通過復位電晶體117將反饋電路23的輸出反饋到像素電極46。
[0063]通過該反饋工作，在復位電晶體117對信號電荷進行復位時所發生的復位噪聲得到抑制，在下一個信號電荷中的復位噪聲的重疊得到減輕，這樣能夠抑制隨機噪聲。
[0064]圖3B示出了沿著圖2的X-Y線的部分中的電位。
[0065]首先，在沒有信號的狀態(被復位的狀態)下，作為存儲二極體的擴散層54的電位由於被施加有若干的反向偏壓，因此幾乎為OV。因熱噪聲而產生25mV左右的反向偏壓的情況下，會出現存儲二極體的電荷的一部分流入到襯底一側的現象。因此，在蓄積信號電荷的期間中所施加的反向偏壓最好是約為0.1V以上。通過將存儲二極體的電位接近於0V，能夠使在存儲二極體與半導體襯底31之間流動的逆方向漏電流(暗電流)減小。另外，透明電極47被施加有正電壓。從透明電極47的上部入射的光透過透明電極47而入射到光電轉換膜45，在此被轉換為電子空穴對。在被轉換的電子空穴對之中的電子被移送到透明電極47—側，並流入到與透明電極47連接的電源(未圖示)。空穴作為信號電荷被移送到擴散層54—側並在此蓄積。因此，擴散層54的電位變化為+方向(正方向)，在擴散層54與半導體襯底31之間被施加電壓。據此，在擴散層54與半導體襯底31之間的逆方向漏電流(暗電流)則成為流動噪聲。但是，在處於有信號的狀態下，噪聲就不顯著，因此也就不會成為問題。
[0066]通過被蓄積在擴散層54的空穴而變化到+側(正側)的電壓被傳導到放大電晶體113的柵極電極41，由放大電晶體113放大的信號經由選擇電晶體115被輸出到列信號線 141。
[0067]在一般的固體攝像裝置中，由於具有負的電荷的電子被蓄積到擴散層，因此在復位電晶體117的柵極需要施加振幅高的復位信號，從圖3B的信號讀出構成來看，具有正的電荷的空穴被蓄積到擴散層54，因此，只要在復位電晶體的柵極施加小振幅的復位信號即可。
[0068]圖4A示出了圖1的固體攝像裝置的詳細的電路構成。圖4B示出了，在進行一行的像素信號的讀出中，給予像素11的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、電源線125的電位(放大電晶體113的漏極的電位)VDD以及FD(存儲二極體)的電位的時間變化。在圖4A中，放大電晶體113構成源輸出電路(以後稱為SF電路)。並且，在圖4B中，從時刻t0至t4是將像素信號(蓄積電荷)讀出到列信號線141的電荷讀出期間，從時刻t4至t5是將蓄積電荷蓄積到光電轉換部111的電荷蓄積期間。此時，電荷蓄積期間因電子快門動作或幀速度而變化。並且，在圖4B中示出了，A表示「通過將VDD降低到與節點A相同的電壓以下，通過耦合將上升的FD電位返回到原來狀態」，B表示「理想的電荷蓄積時的FD電位變化」，C表示「由於在電荷讀出期間SF工作，因此放大電晶體的柵極容量不對工作造成影響」，D表示「由於在電荷蓄積期間SF不工作，因此，放大電晶體的柵極容量會對工作產生影響。並且，由於通過耦合而FD電位不上升，因此能夠抑制暗電流」。
[0069]如以上所述，作為造成畫質惡化的原因的暗電流，在向存儲二極體的PN結施加的電壓差大時増加。在圖4B中，使復位電晶體117導通，在將與像素電極46連接的存儲二極體的N型擴散層(擴散層54)初始化為復位漏極電壓(反饋線126的電位)時，將復位漏極電壓設定到GND電平付近(在圖4B中為0.2V)。被施加到存儲二極體的PN結的電壓之中，由於P型擴散層(半導體襯底31)通常與GND連接，因此若進行此設定，在初始化時則不會產生大的電壓差。因此，存儲二極體的暗電流變小，這樣得到的優點是在黑暗時以及低亮度時的噪聲或白斑痕不會顯著。對存儲二極體的電位變動進行檢測的放大電晶體113，會相對於從復位漏極電壓的GND電平發生了變化的電壓來工作，因此用於放大電晶體113的N型MOS電晶體的閾值電壓被設定為，比電荷讀出期間以及電荷蓄積期間中的存儲二極體的PN結的電壓(存儲二極體的電位)低。
[0070]本實施方式所涉及的固體攝像裝置由於採用了光吸收係數大的光電轉換部，因此量化效率非常高，從而隨機噪聲降低時的效果非常大。
[0071]並且，本實施方式所涉及的固體攝像裝置能夠使光電轉換部的面積變小，使電路上的轉換增益加大，從而能夠大幅度地增加隨機噪聲下降時的效果。而且在結構上，由於在半導體襯底內沒有進行光電轉換，因此能夠大幅度地增加隨機噪聲被抑制時的効果。
[0072]而且，通過利用各個列信號線上的反轉放大器來進行反饋工作，從而能夠抑制疊層型的固體攝像裝置的復位噪聲，對重疊有復位噪聲的信號電荷的讀出工作也得到減輕，從而能夠抑制隨機噪聲。
[0073](變形例)
[0074]在本實施方式的固體攝像裝置中，雖然能夠抑制光電導膜疊層傳感器中的復位噪聲，而且還有進一步抑制復位噪聲的方法。本實施方式的復位噪聲被稱為kTC噪聲，其電壓(En)由以下的式(I)來表示。
[0075]En2=kT/C
[0076]En= V (kT/C) = V (4kTR Δ f)......(I)
[0077]k是玻耳茲曼常數，T是絕對溫度(K)，R是復位電晶體117的電阻值(Ω )，C是復位電晶體117的寄生電容(F)，Af為復位電晶體117的復位頻率(Hz)，根據式(I)，在將4kTR設為常數，根據復位電晶體117的復位頻率的帶寬(Af)，可以知道在復位電晶體117產生的復位噪聲的電壓(En)被限定(即在Af小時，En也變小)。在此，復位頻率主要是指，行復位信號中包含的脈衝的後沿中的頻率成分。圖5A示出了針對復位頻率f的復位噪聲En。
[0078]501表示在將復位電晶體117的復位頻率記錄到橫軸時的復位噪聲電壓(En)，502表示反饋電路23的反饋頻帶，501與502相交的區域503是能夠抑制的復位噪聲的區域，504是不能完全抑制的復位噪聲的區域。
[0079]在此，復位電晶體117的復位頻率的帶寬(Af)根據式(I)由下式來表現。
[0080]Af=I/(4CR)......(2)
[0081]復位電晶體117的復位頻率的帶寬(Af)通過式(2)，能夠以時間常數1/CR來表現，復位電晶體117的寄生電容C在本實施方式中能夠減輕，因此可以忽視，復位電晶體117的復位頻率的帶寬(Af)由復位電晶體117的電阻值R限定。[0082]S卩，電阻值R越大，Af就越小，這意味著頻率(低頻)。在此，復位電晶體117的電阻值R是指，復位電晶體117的「導通的難度」，其能夠替換為提供給復位電晶體117的柵極上的復位信號的帶寬(電阻值R越大，復位所需的時間就越長)。
[0083]圖5B是示出本變形例中的固體攝像裝置的基本的拍攝工作的時間圖。該圖與圖3A的不同之處是，行復位信號的復位脈衝的下降沿為傾斜。另外，在圖5B中，復位脈衝的上升沿也為傾斜。不過，與圖3A相同之處是，具有傾斜的邊沿的復位脈衝的振幅小。
[0084]這樣，行復位信號的下降沿被賦予了傾斜。換而言之，與急劇地下降相比，圖5B的下降沿所包含的頻率成分的頻帶比較窄。據此，能夠抑制因下降沿而造成的隨機噪聲的發生。並且，由於行復位信號的振幅小，邊沿被賦予傾斜，因此復位電晶體117不是作為具有單純的導通與斷開這兩種狀態的開關來工作，而是作為從導通到斷開使電阻值連續發生變化的開關來工作。
[0085]圖6示出了復位電晶體117的電阻值R的頻帶與復位噪聲En的關係。在橫軸為時間t的情況下，復位電晶體117的電阻值R大的情況下(a)，如601所示，復位電晶體117的柵極上的復位信號變得遲緩，復位信號的高電平(A伏)的期間能夠表示為tl。相反，在復位電晶體117的電阻值R小的情況下(b)，如602所示，復位電晶體117的柵極上的復位信號陡峭，復位信號的高電平(A伏)的期間能夠表示為t2。
[0086]在與圖5A同樣將橫軸設為頻率f時，在復位電晶體117的電阻值R大的情況下
(a)，復位噪聲(En)如603所示，進入到反饋電路23的反饋頻帶(502)中的可能性高，通過本實施方式的反饋電路，復位噪聲容易被抑制，在復位電晶體117的電阻值R小的情況下
(b),復位噪聲(En)如604所示，出現在頻帶(606)的可能性比較高,頻帶(606)不在反饋電路23的反饋頻帶(502)內，復位噪聲很難被抑制。並且，605是復位噪聲(En)被抑制的區域，603與604的面積相同。
[0087]S卩，只要將輸入到復位電晶體117的柵極的復位信號的復位時間像tl那樣，設定得比t2長，在復位電晶體117發生的復位噪聲就能夠被抑制。
[0088]圖7示出了本變形例所涉及的固體攝像裝置的全體構成。
[0089]該固體攝像裝置與圖1的本實施方式的固體攝像裝置的不同之處是，添加了復位信號控制元件151。
[0090]復位信號控制元件151是波形調整部，對應該施加到復位電晶體117的柵極的行復位信號的波形進行調整。復位信號控制元件(波形調整部)151對波形進行調整，以使行復位信號中所包含的復位脈衝的下降沿具有傾斜，並提供到復位電晶體117的柵極。換而言之，復位信號控制元件(波形調整部)151對行復位信號中的下降沿所具有的頻帶進行調
難
iF.0
[0091](比較例子)
[0092]在本實施方式的例子中，在檢測存儲二極體的電位的電荷讀出期間，由於放大電晶體113作為源極輸出來進行電路工作，因此不對存儲二極體的電位產生影響，在不進行檢測的期間，放大電晶體113的源極與漏極的影響集中出現在存儲二極體的電位。圖8A以及圖8B的驅動對該原理進行說明。為了便於理解，將信號電荷視為空穴來進行以下的說明。
[0093]圖8A示出了讀出一幀的像素信號的構成。圖SB示出了在一行的像素信號的讀出中，給予像素11的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、電源線125的電位VDD以及FD的電位在時間上的變化。並且，在圖8B中，從時刻tO至t3為電荷讀出期間，從時刻t3至t4為電荷蓄積期間。並且，進行圖8A以及圖SB的驅動的像素的構成與圖4A同樣，不同之處是放大電晶體113的構成。並且，在圖8B中，A表示「該電壓AV取決於FD的暗電流」，B表示「發生了耦合的FD電位變化(比起理想的傾斜而言，暗電流部分的傾斜比較急劇)」，C表示「理想的FD電位變化」，D表示「由於在電荷蓄積期間，SF不工作，放大電晶體的柵極容量對工作產生影響。由於耦合而FD電位上升，暗電流増大」，E表示「在電荷讀出期間，由於SF進行工作，因此放大電晶體的柵極容量不對工作產生影響」。
[0094]在時刻tO,將行選擇信號SEL設為高電位,使選擇電晶體115導通,將因蓄積電荷而增高的FD的電位讀出到列信號線141。
[0095]在時刻tl，將行復位信號RESET設為高電位，使復位電晶體117導通，將在反饋線126設定的FD的電位讀出到列信號線141。列信號線141被連接有CDS (相關雙採樣電路)，將上述的兩個FD的電位(因蓄積電荷而增高的FD的電位與在反饋線126被設定的FD的電位)的差值輸出到外部。到此為止，SF電路處於工作狀態。
[0096]在時刻t2，將行復位信號RESET設定為低電位，在將復位電晶體117斷開後，在時刻t3將行選擇信號SEL設定為低電位，將選擇電晶體115斷開。據此，SF電路成為非工作狀態，FD的電位從在反饋線126設定的電位向高電壓側偏移。其原因在於，放大電晶體113的閾值電壓低之處。
[0097]在時刻t3之後，在SF電路為非工作的狀態下，由於放大電晶體113的閾值電壓較低，因此放大電晶體113的漏極與源極導通。並且，雖然成為導通，但是由於放大電晶體113的柵極電位因耦合而上升，源極的電位上升到漏極側的電源電壓VDD。因此，與放大電晶體113的柵極連接的FD的電位也上升。上升的電壓以放大電晶體113的柵極的電容值與FD的電容值的分圧來表現。由於在圖8B中設想的情況是，柵極的電容值與FD的電容值相同的情況，電源電壓3.3V與復位漏極線的電壓0.2V的差值為3.1V，因此上升該差值3.1V的一半，即FD的電位上升1.55V。當成為這種狀態時，由於FD的初始電位為1.75V，因此施加給FD的電場強度增加，從而容易產生暗電流。這樣，在圖SB的時刻t3至t4的電荷蓄積期間中的FD的電位的傾斜，比因增加的暗電流而出現的理想的傾斜陡峭。當再次成為時刻tO時，FD的電位由於SF電路的工作而從浮動狀態解放出來，比理想的FD的電位僅高AV。這是暗電流的成分。由於暗電流會因每個像素而產生的狀況不同，因此助長了靈敏度的不均一性，成為與FD的初始化時的電位也不同的信號成分。因此，由於是作為在黑暗時具有不均一的暗電流的信號來出現的，因此畫質降低。
[0098]對此，在圖4B的驅動中，將與採用了閾值為負的耗盡型電晶體的放大電晶體113的漏極連接的電源線VDD設為，在作為電荷讀出期間的時刻tO至時刻t4為高電平(圖4B為3.3V)，將其他的期間(電荷蓄積期間)的時刻t4至t5 (tO)設為低電平(圖4B為0.2V)。因此，電源線VDD在選擇電晶體115導通的期間被提供有規定的電壓，在選擇電晶體115斷開的期間被提供有比規定的電壓低的電壓。即，行選擇信號SEL成為高電平，SF電路開始工作，僅在檢測FD的電位的期間將電源線VDD設為高電平，行選擇信號SEL為低電平，在SF電路非工作期間，將電源線VDD設為低電平。只要該低電平的電壓比SF電路處於工作狀態時的放大電晶體113的源極側的電壓低即可。換而言之，比規定的電壓低的電壓只要比以下的電壓低即可，所述的電壓是指，在復位電晶體117以及選擇電晶體115為導通的期間中，從放大電晶體113輸出到列信號線141的電壓。低電平的電壓例如也可以作為GND電平(VSS)。根據該驅動，即使採用了耗盡型電晶體的放大電晶體113的源極與漏極成為導通，在放大電晶體113的柵極也會因耦合而出現電位上升，因此在時刻t4至t5產生的暗電流被抑制。並且，對於由電源線VDD進行的規定的電壓以及比規定的電壓低的電壓的提供，例如能夠通過對與電源線VDD連接的電源所輸出的電壓進行變更來實現。
[0099]在以沒有埋入光電二極體的三個電晶體構成的疊層型的MOS圖像傳感器的像素11中，由於蓄積空穴的方式能夠使電荷蓄積容量(存儲二極體)的初始化電位降低，因此能夠提供暗電流以及斑痕少的圖像。但是，對於檢測低電位的低閾值電壓的放大電晶體113而言，像素11在SF進行工作的情況下沒有問題，但是在SF不進行工作的情況下，由於光電轉換而放大電晶體113的柵極電位會上升，漏極-源極間易於接通，作為放大電晶體113的漏極側電壓的電源電壓與源極側相連。這樣，放大電晶體113的柵極電位受到因電源電壓進行耦合的影響而上升，與該柵極連接的電荷蓄積容量的電位也上升。由於電荷蓄積容量的電位的上升的現象，會使暗電流以及斑痕増加，因此是畫質劣化的原因。對此，在圖4B的驅動中，放大電晶體113作為SF在非工作時(行選擇信號SEL為低電平時)，為了不使放大電晶體113的柵極電位上升而進行脈衝驅動，以使電源線VDD的電壓下降。這樣，電荷蓄積容量的電位的上升得到了抑制，電荷蓄積容量的洩漏減少。
[0100](實施方式2)
[0101]圖9A示出了本發明的實施方式2所涉及的疊層型固體攝像裝置的詳細的電路構成。圖9B示出了在一行的像素信號的讀出中，給予像素11的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、給予負載電晶體130的柵極的驅動信號LGCELL、電源線125的電位(放大電晶體113的漏極的電位)VDD以及FD(存儲二極體)的電位的時間變化。並且，在圖9B中，時刻tO至t3是將像素信號讀出到列信號線141的電荷讀出期間，時刻t3至t4是將蓄積電荷蓄積到光電轉換部111的電荷蓄積期間。並且，在圖9B，A表示「因耦合而FD電位下降，FD暗電流減少」，B表示「理想的電荷蓄積時的FD電位變化」，C表示「由於在電荷讀出期間SF不進行工作，因此放大電晶體的柵極容量不受工作的影響」，D表示「通過將LGCELL降低為0.0V，從而列信號線浮動。FD電位因耦合而降低。FD暗電流減少」。
[0102]本實施方式的固體攝像裝置與實施方式I的固體攝像裝置的不同之處是，在像素11中選擇電晶體115被配置在VDD側(電源線125側)，即被插入在放大電晶體113的漏極與電源線125之間。並且，與實施方式I的固體攝像裝置的不同之處還在於，電源線125的電壓VDD被固定，作為被共同連接於像素11的列的源輸出電路的驅動信號的驅動信號LGCELL,由任意的固定電壓被變更為脈衝。而且，具備被插入在列信號線141與固定電位(接地電位GND)之間的負載電晶體130之處也與實施方式I的固體攝像裝置不同。
[0103]只有在放大電晶體113在作為源輸出電路來進行工作的時刻tO至t3的期間，驅動信號LGCELL被設定為任意的固定電壓(在圖9B為1.0V)，在源輸出電路不進行工作的時刻t3至t4的期間，驅動信號LGCELL被設定為GND電平(VSS)。此時，由於放大電晶體113採用了耗盡型電晶體，不論在哪個期間圖9B的節點B(放大電晶體113的漏極)與列信號線141均為導通。因此，在選擇電晶體115為導通的期間，負載電晶體130斷開，列信號線141的電壓比放大電晶體113的漏極的電壓低。節點B的電位與列信號線141的電位均為浮動的情況下，由於放大電晶體113為MOS電晶體，柵極部的電位通過耦合而變動。此時的存儲二極體(FD)的電位成為由放大電晶體113的柵極容量與存儲二極體(FD)的容量來分配的電位。在圖9B中，由於使放大電晶體113的柵極容量與存儲二極體的容量成為相同的容量，因此，FD的電位成為柵極電位變動的約50%。若節點B為2.5V，列信號線141為1.0V,則存儲二極體(FD)的電位下降，成為作為差電壓1.5V的50%的0.75V。由於FD的電位本來應該是0.2V卻成為了 -0.55V，因此FD的暗電流減少。這樣，通過在電荷讀出期間以外，進行將列信號線141設定為GND電平(VSS)的脈衝驅動，從而即使在將選擇電晶體115配置到VDD側的像素電路中，也能夠得到與實施方式I同樣的效果。
[0104](實施方式3)
[0105]圖1OA示出了本發明的實施方式3所涉及的疊層型固體攝像裝置的詳細的電路構成。圖1OB示出了在一行的像素信號的讀出中，給予像素11的行復位信號RESET以及行選擇信號SEL、給予負載電晶體130的柵極的驅動信號LGCELL、電源線125的電位(放大電晶體113的漏極的電位)VDD以及FD(存儲二極體)的電位的時間變化。並且，在圖1OB中，時刻tO至t3為將像素信號讀出到列信號線141的電荷讀出期間，時刻t3至t4為將蓄積電荷蓄積到光電轉換部111的電荷蓄積期間。並且，在圖1OB中，A表示「因耦合而FD電位下降，FD洩漏得到改善」，B表示「理想的電荷蓄積時的FD電位變化」，C表示「由於電荷讀出期間SF不進行工作，因此放大電晶體的柵極容量不對工作產生影響」，D表示「通過將LOW電位降低為-1.0V, SF的動態範圍變大」，E表示「通過將LGCELL降低為0.0V,從而在垂直信號線產生浮動。FD電位因耦合而下降。FD暗電流減少」。
[0106]本實施方式的固體攝像裝置基於實施方式2的固體攝像裝置，對信號檢測工作進行了改善。本實施方式的固體攝像裝置相對於實施方式2的固體攝像裝置而言，共同之處是，列信號線141與固定電位之間連接有負載電晶體130，不同之處是固定電位不是接地電位GND，而是作為負電位的LOW電位。
[0107]在實施方式2的固體攝像裝置的像素11中，由於選擇電晶體115被配置在VDD側，因此放大電晶體113的工作範圍(動態範圍)變窄。這是因為，作為放大電晶體113的漏極側的節點B的電位下降了選擇電晶體115的閾值電壓部分。因此，在本實施方式的固體攝像裝置中，通過將進行脈衝驅動的驅動脈衝LGCELL的電位偏移到低電壓側，並將與負載電晶體130連接的固定電位設定為負電壓，因此，能夠進行工作範圍(動態範圍)廣的驅動。
[0108](實施方式4)
[0109]圖11示出了本發明的實施方式4所涉及的疊層型固體攝像裝置的晶片構成。圖12示出了像素部243以及其周邊電路的詳細構成。圖13是本實施方式所涉及的固體攝像裝置的電路圖。
[0110]本實施方式的固體攝像裝置能夠抑制暗電流，而且在基於上述的實施方式I至3的基礎上，還具備了能夠使在存儲二極體的初始化時產生的熱噪聲降低的反饋電路23，而且進行軟體復位工作這一點與實施方式I至3不同。據此，能夠提供更高畫質的固體攝像
>j-U ρ?α裝直。
[0111]固體攝像裝置即傳感器晶片252具備:地址控制線121、復位控制線123、列信號線141、反饋線126、列選擇電晶體127、列掃描電路(水平掃描部)229、水平信號線30、輸出放大器231、行掃描電路(垂直掃描部)233、多路復用電路(MUX) 241、水平輸出端子(VOUT端子)142、像素部243、反饋電路23、列信號處理部(CDS電路(Correlated DoubleSampling)) 21、定時控制電路250以及基準電壓發生電路251。
[0112]定時控制電路250將垂直掃描信號提供到行掃描電路233，將行選擇信號SEL以及行復位信號RESET提供到多路復用電路241，將水平掃描信號提供到列掃描電路229。定時控制電路250生成行選擇信號SEL以及行復位信號RESET。
[0113]多路復用電路241由像素復位信號開關237以及像素地址信號開關238構成，對向行選擇信號SEL以及行復位信號RESET的像素部243的輸出進行控制。
[0114]基準電壓發生電路251將反饋AMP基準信號REF提供給反饋電路23。
[0115]列信號處理部21具有電容器219以及225、採樣電晶體220、以及鉗位電晶體222。列信號處理部21按每個列信號線141而被設置，將與對應的列信號線141上的任意的兩個定時的電位差相應的信號，從CDS輸出節點226輸出，所述的電位差是指，復位工作時的電位(復位電晶體117導通時的列信號線141的電位)與像素信號輸出工作時的電位(復位電晶體117導通時的列信號線141的電位)的差。
[0116]反饋電路23具有:作為反轉放大器的反饋放大器212、垂直信號線復位電晶體214、以及反饋線復位電晶體217。
[0117]在像素部243，多個像素11以矩陣狀被配置在半導體襯底，列信號線141被設置在像素11的每個列。在傳感器晶片252內，像素部243的像素11由行掃描電路233和多路復用電路241來選擇。
[0118]接著，對本實施方式所涉及的固體攝像裝置的工作進行說明。
[0119]圖14是用於說明本實施方式所涉及的固體攝像裝置的工作的時間圖。圖15是用於說明作為比較例子的固體攝像裝置的工作的時間圖。圖16的(a)示出了作為比較例子的固體攝像裝置中的復位信號的波形，圖16的(b)示出了本實施方式所涉及的固體攝像裝置中的復位信號的波形。
[0120]在本實施方式所涉及的固體攝像裝置中，由光電轉換部111將光轉換為電信號S，電信號S在蓄積部(存儲二極體)2被蓄積。在此，在導通選擇電晶體115時，該電信號S由源輸出電路被電阻轉換，並經由列信號線141被輸入到列信號處理部21，所述源輸出電路由放大電晶體113和負載電晶體130形成。並且，電信號S由列信號處理部21被取樣保持。
[0121]接著，在像素11內經由復位控制線123被輸入有行復位信號RESET，當復位電晶體117導通時，被蓄積在蓄積部2的電信號S被復位。
[0122]此時，在將復位時的蓄積部2的電信號設為N時，在反饋線126不是被施加一定的電壓，而是將由反饋電路23對含有隨機噪聲的像素信號N進行反轉放大後的信號輸入到反饋線126，從而能夠消除蓄積部2的熱噪聲。
[0123]然而，若以圖16的(a)所示的陡峭的矩形波來施加行復位信號RESET，則如圖15所示，在蓄積部2產生熱噪聲。也就是說，在蓄積部2本來是應該通過行復位信號RESET，以反饋線126的信號電平來復位，但是反而成為熱噪聲重疊的狀態，這是造成隨機噪聲的原因。此時的電信號N是以載著隨機噪聲的狀態，以與上述的電信號S相同的路徑而被輸入到列信號處理部21，以列信號處理部21而被取樣保持。
[0124]對此，不是使行復位信號RESET成為陡峭的矩形波，而是像圖16的(b)所示那樣，使其成為在復位脈衝的後沿具有緩慢的傾斜的波形，通過以具有這種波形的行復位信號RESET來進行復位的軟體復位工作，從而如圖14所示，能夠降低熱噪聲本身的產生量。據此，能夠大幅度地減少電信號N的隨機噪聲。而且，如圖16的(b)所示，通過以能夠充分抑制熱噪聲的產生的時間，例如通過數百nsec到數十μ sec的期間來使軟體復位工作中的復位脈衝的後沿成為所謂的梯形波形，這樣能夠更大地減少熱噪聲，從而確實地實現高畫質。
[0125]例如，從復位脈衝的後沿開始變化(下降)直到復位電晶體117成為斷開為止的梯形波形的時間，即復位電晶體117的軟體復位時間，從被提供到選擇電晶體115的柵極的行選擇信號SEL中所包含的行選擇脈衝(對選擇電晶體115的導通與斷開進行控制的脈衝)的後沿發生變化(下降)開始直到選擇電晶體115成為斷開為止的時間，例如是數十nsec的十倍以上，例如長出100倍。
[0126]接著，在列信號處理部21求出電信號S與電信號N的差分，並將該差分輸出到CDS輸出節點226，作為像素信號P來進行處理。此時，在圖15的像素信號P中殘留有上述的隨機噪聲成分的影響。
[0127]最後，由來自列掃描電路229的列選擇信號來使列選擇電晶體127導通，從而，上述的像素信號P被讀出到水平信號線30，在由輸出放大器231放大後，從水平輸出端子142輸出到外部。
[0128]如以上所述，通過對軟體復位工作以及反饋工作這兩個工作同時進行，從而能夠大幅度地降低電信號N的隨機噪聲，並且，在像素11內的復位電晶體117產生的熱噪聲也得到了降低，從而實現了高畫質。這樣，能夠實現可以抑制在存儲二極體產生的暗電流和熱噪聲的疊層型固體攝像裝置。
[0129](實施方式5)
[0130]圖17示出了本發明中的實施方式5的攝像裝置(攝像機系統)的全體構成。
[0131]本實施方式的攝像裝置從大體上來看，具備:固體攝像裝置1200、光學系統1240、DSP (Digital Signal Processor:數字模擬處理器)1250、液晶畫面等圖像顯示設備1280以及圖像存儲器1290。
[0132]光學系統1240具備透鏡1241，使來自被攝體的光聚光，在固體攝像裝置1200的像素配列上形成圖像。
[0133]固體攝像裝置1200是本發明的實施方式I至4所說明的固體攝像裝置。固體攝像裝置1200具備:攝像區域(像素部)1210，在該攝像區域(像素部)1210中，包含光電二極體等光感應元件以及MOS電晶體等的像素以二維矩陣狀排列；垂直選擇電路(行掃描部)1220，以行為單位來選擇攝像區域1210的單位單元，並對單位單元的復位以及信號讀出進行控制；以及定時控制電路1230，將驅動脈衝提供到垂直選擇電路1220。
[0134]DSP1250具備攝像機系統控制部1260以及圖像處理電路1270。
[0135]圖像處理電路1270接受從固體攝像裝置1200輸出的數字像素信號，進行作為攝像機信號處理所必需的亮度校正、顏色插補處理、空間插補處理、以及自動白平衡等處理。並且，圖像處理電路1270進行向JPEG等壓縮格式的轉換、向圖像存儲器1290的記錄、以及向圖像顯示設備1280的顯示等信號處理。
[0136]攝像機系統控制部1260是按照在用戶I/F(未圖示)指定的各種設定，對光學系統1240、固體攝像裝置1200以及圖像處理電路1270進行控制，並對攝像裝置的全體工作進行統合的微型計算機等。用戶Ι/F例如將變焦倍率的變更以及快門按鍵等即時指示作為輸入來接受，攝像機系統控制部1260對透鏡1241的變焦倍率的變更、簾幕快門的行進以及固體攝像裝置1200的復位掃描進行控制。
[0137]以上根據實施方式對本發明的固體攝像裝置以及採用了該固體攝像裝置的攝像機系統進行了說明，本發明並非受這些實施方式所限。在不脫離本發明的主旨的範圍內，本領域技術人員所能夠想到的各種變形均包括在本發明的範圍內。並且，在不脫離本發明的主旨的範圍內，也可以對多個實施方式中的各個構成要素進行任意地組合。
[0138]本發明能夠利用於固體攝像裝置，尤其是能夠利用於靈敏度高、飽和量大、且暗電流少的高畫質的數字靜態相機、數字攝像機、可攜式終端中的相機、車載用相機、街頭攝像機、犯罪監視用相機以及醫療用相機等。
[0139]符號說明
[0140]
【權利要求】
1.一種固體攝像裝置，具備: 半導體襯底； 以矩陣狀被配置在所述半導體襯底的多個像素；以及 被形成在所述像素的每個列的垂直信號線； 所述像素具有:放大電晶體、選擇電晶體、復位電晶體、以及光電轉換部， 所述光電轉換部具有:被形成在所述半導體襯底上方的光電轉換膜、被形成在所述光電轉換膜的上方的透明電極、被形成在所述光電轉換膜的下方的像素電極、以及與所述像素電極連接的存儲二極體， 所述像素電極以及所述存儲二極體被連接在所述放大電晶體的柵極， 在所述放大電晶體，源極與所述垂直信號線連接，漏極與電源線連接， 在所述復位電晶體，源極與所述像素電極連接， 所述選擇電晶體被插入在，所述放大電晶體的源極與所述垂直信號線之間，或者被插入在所述放大電晶體的漏極與所述電源線之間， 所述放大電晶體的閾值電壓比所述存儲二極體的電壓低。
2.如權利要求1所述的固體攝像裝置， 所述選擇電晶體被插入在，所述放大電晶體的源極與所述垂直信號線之間， 所述電源線，在所述選擇電晶體導通的期間中提供規定的電壓，在所述選擇電晶體斷開的期間中提供比所述規定的電壓低的電壓。
3.如權利要求2所述的固體攝像裝置， 比所述規定的電壓低的電壓，比在所述復位電晶體以及所述選擇電晶體導通期間中，從所述放大電晶體輸出到所述垂直信號線的電壓低。
4.如權利要求1所述的固體攝像裝置， 所述固體攝像裝置還具備負載電晶體，該負載電晶體被插入在所述垂直信號線與固定電位之間， 所述選擇電晶體被插入在所述放大電晶體的漏極與所述電源線之間， 在所述選擇電晶體斷開的期間中，所述負載電晶體斷開，所述垂直信號線的電壓比所述放大電晶體的漏極的電壓低。
5.如權利要求4所述的固體攝像裝置， 所述固定電位為負電位。
6.如權利要求1至5的任一項所述的固體攝像裝置， 所述復位電晶體的漏極通過反轉放大器，與所述垂直信號線連接。
7.一種攝像機系統，具備權利要求1至6的任一項所述的固體攝像裝置。
【文檔編號】H04N5/361GK103493475SQ201280020144
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月16日 優先權日:2011年4月28日
【發明者】春日繁孝, 石井基範 申請人:松下電器產業株式會社